Номер 5.21, страница 70, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

5.21. По термохимическому уравнению реакции

$\text{Si}(\text{тв}) + \text{O}_2(\text{г}) = \text{SiO}_2(\text{тв}) + 850,6 \text{ кДж}$

вычислите, какое количество теплоты может выделиться, если сжечь в кислороде:

а) 5,6 кг кремния;

б) 4 моль кремния.

Дано:

Термохимическое уравнение: $Si(тв) + O_2(г) = SiO_2(тв) + 850,6 \text{ кДж}$

$m_a(Si) = 5,6 \text{ кг}$

$n_б(Si) = 4 \text{ моль}$

$m_a(Si) = 5,6 \text{ кг} = 5600 \text{ г}$

Найти:

$Q_a$ — ?

$Q_б$ — ?

Решение:

Из данного термохимического уравнения следует, что при сгорании 1 моль кремния ($Si$) в кислороде с образованием 1 моль оксида кремния ($SiO_2$) выделяется 850,6 кДж теплоты. Это можно записать как тепловой эффект реакции на 1 моль кремния: $Q_{моль} = 850,6 \text{ кДж/моль}$.

a) Чтобы найти количество теплоты, выделившейся при сжигании 5,6 кг кремния, сначала необходимо вычислить количество вещества (число молей) кремния в этой массе.

1. Молярная масса кремния ($Si$), согласно периодической таблице химических элементов Д.И. Менделеева, составляет примерно $M(Si) = 28 \text{ г/моль}$.

2. Рассчитаем количество вещества $n(Si)$ в 5,6 кг (5600 г) кремния по формуле $n = m/M$:

$n_a(Si) = \frac{m_a(Si)}{M(Si)} = \frac{5600 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = 200 \text{ моль}$

3. Теперь, зная количество вещества кремния и тепловой эффект на 1 моль, можно рассчитать общее количество выделившейся теплоты $Q_a$:

$Q_a = n_a(Si) \times Q_{моль} = 200 \text{ моль} \times 850,6 \text{ кДж/моль} = 170120 \text{ кДж}$

Ответ: при сжигании 5,6 кг кремния выделится 170120 кДж теплоты.

б) Для расчета количества теплоты, выделившейся при сжигании 4 моль кремния, необходимо умножить данное количество вещества на молярный тепловой эффект реакции.

1. Количество вещества кремния дано в условии: $n_б(Si) = 4 \text{ моль}$.

2. Рассчитаем общее количество выделившейся теплоты $Q_б$:

$Q_б = n_б(Si) \times Q_{моль} = 4 \text{ моль} \times 850,6 \text{ кДж/моль} = 3402,4 \text{ кДж}$

Ответ: при сжигании 4 моль кремния выделится 3402,4 кДж теплоты.